科技日?qǐng)?bào)訊 （記者王小龍）無(wú)需化學(xué)涂層和其他工藝，僅僅借助激光器就能為普通金屬增加防水、防銹、防冰凍和自我清潔的特性，美國(guó)羅切斯特大學(xué)的科學(xué)家日前對(duì)外公布了這項(xiàng)新技術(shù)。相關(guān)論文發(fā)表在1月20日出版的《應(yīng)用物理學(xué)》雜志上。 負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的該校光學(xué)教授郭春雷（音譯）表示，目前，絕大多數(shù)的疏水材料都依靠化工涂料來(lái)實(shí)現(xiàn)。而新技術(shù)則從光學(xué)角度入手，通過(guò)激光在金屬表面創(chuàng)建復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到這一目的。 與化學(xué)涂層相比，新技術(shù)所雕刻出的圖案會(huì)成為金屬材料的一部分。這意味著它們不會(huì)被擦掉或輕易磨損。正是這些特殊的圖案讓材料具備斥水性能：當(dāng)水滴滴到材料表面后，只會(huì)被彈開(kāi)，然后滾落，整個(gè)過(guò)程只需要不到一秒鐘的時(shí)間。與化學(xué)涂層材料相比，其優(yōu)勢(shì)還在于疏水性能更加優(yōu)秀。普通的疏水材料，如常用于鍋底的特氟龍材料，需要將材料表面傾斜到至少70度，水才會(huì)開(kāi)始向下滑落。而經(jīng)飛秒激光處理過(guò)的超疏水材料，不到5度就可以達(dá)到同樣效果。 由于水滴不但不會(huì)粘在超疏水材料表面，而且還會(huì)彈起，在這個(gè)過(guò)程中它們會(huì)帶走灰塵顆粒，這就讓這些材料具備了一定的自動(dòng)清潔能力。為了進(jìn)行測(cè)試，研究人員將吸塵器收集到的灰塵倒在材料表面，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三滴水就能除去大約一半的塵埃顆粒。十幾滴水就能將材料表面的灰塵全部除去。更妙的是，清洗完畢后，材料表面依然干燥如新。 物理學(xué)家組織網(wǎng)1月21日（北京時(shí)間）報(bào)道稱，這種超疏水材料在發(fā)展中國(guó)家具有很多潛在的用途。這一點(diǎn)還引起了比爾及梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)的興趣，并對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了資助。在一些地區(qū)，收集雨水是一件極其重要的事情，使用這種超疏水材料將能大幅提高效率。用其制成的雨水收集裝置，將不需要更多考慮漏斗的尺寸以及傾斜角度問(wèn)題；第二個(gè)領(lǐng)域是可用于建造更加清潔、衛(wèi)生的廁所。這種材料將能夠制造出無(wú)需沖洗就能保持清潔的馬桶和衛(wèi)生設(shè)施。 但在將這一切變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)之前還有一些問(wèn)題需要解決。目前，研究人員所制造出來(lái)的樣品只有1英寸×1英寸（1英寸=2.54厘米）。要獲得實(shí)用還必須找到擴(kuò)大面積增加產(chǎn)量的方法。 這種對(duì)金屬表面進(jìn)行雕刻的新技術(shù)使用了超大功率、超短波長(zhǎng)的激光脈沖，飛秒激光是人類目前在實(shí)驗(yàn)室條件下所能獲得最短脈沖的技術(shù)手段。除了讓材料表面防水，該技術(shù)還有其他潛在的應(yīng)用領(lǐng)域：如制造出一種不會(huì)生銹也不需要經(jīng)常清洗的太陽(yáng)能收集裝置，或具備一定光學(xué)性能的金屬等。 郭春雷稱，他們還在考慮將這一技術(shù)用于半導(dǎo)體或絕緣材料上，開(kāi)發(fā)出一款從里到外都能防水的電子設(shè)備。 |
- 收藏
- 訂閱
- 發(fā)給好友
- 我來(lái)說(shuō)兩句
- 關(guān)閉此頁(yè)
- 【字號(hào) 大 中 小】